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李娜_NASA想在月球建立核反应堆,为航天员长期驻留提供电力

凤凰网科技讯据TechRadar北京时间9月16日报道,目前所有人都在谈论月球。今年圣诞节,将是阿波罗8号飞船首次绕月飞行、拍下着名的《日出》照片50周年,我们还将很快迎来阿波罗11号首次载人登月,航天员尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和巴兹·奥尔德林(Buzz Aldrin)月球漫步50周年。

▲建立在月球上的核裂变反应堆的艺术渲染图

人类能重返月球吗?应当重返月球吗?美国国家航空航天局(以下简称“NASA”)很清楚,要是想把月球作为太阳系探索任务的跳板,人类可能不得不重返月球,因此,数年来它一直在尝试开发能在月球上安全运行的核反应堆。

现在,NASA可能已经如愿以偿,开发出了体积小、可移动、超级坚固的Kilopower。Kilopower可以为人类探索深空的任务提供支持,成为人类探索太阳系中其他星球及它们卫星——例如火星和土卫六——的前哨站。

Kilopower什么样?

Kilopower是一款重量轻、可移动的核裂变反应堆,由NASA和美国能源部下属的国家核安全管理局联合开发。它输出功率为10千瓦,可连续不断地工作至少10年。

▲约50年前拍摄的着名《地出》照片

NASA空间技术任务理事会代理副理事长吉姆·路特斯(Jim Reuter)表示,“安全、高效和充足的能源,将是未来无人、载人太空探索任务的关键。我预计Kilopower项目将是月球和火星电力设施的关键部分。”

Kilopower项目在2017年11月至2018年3月期间成功进行了演示。

Kilopower的测试

▲由于月球夜晚长达14个地球日,因此需要Kilopower提供电力

如果在载人登陆月球、火星或其他星球的任务中携带核反应堆,就需要确保其安全性。

NASA洛斯阿尔莫斯国家实验室首席反应堆设计师大卫·波斯顿(David Poston)表示,“我们对Kilopower进行了各种测试,其中包括在正常和不正常条件下的测试。”

研究人员在测试中模拟了功率下降、发电机以及散热管故障等非正常情况。根据计划,Kilopower将于2020年被首次用于太空任务。

为什么要在月球上建核反应堆?

其实,人类在对宇宙进行探索的活动中早已使用放射性元素,例如同位素温差发电机(利用钚-238元素),阿波罗、旅行者、新视野和卡西尼飞船都利用了这一技术。

▲研究人员在组装Kilopower

另外,月球的夜晚非常长。如果读者曾观察过月球,会发现它始终只有一面对着我们。月球绕地球公转一周约为27天,自转周期与公转周期相同,因此,月球上的一天(一昼夜)也就是约27天。其结果是,月球上任何一个地方的夜晚都会持续约两周时间。

格伦研究中心首席Kilopower工程师马克·吉布森(Marc Gibson)说,“Kilopower使我们有能力执行需要更多能源的任务,探索阴影地区。当我们的航天员长期驻留月球和其他星球时,他们将需要前所未有的全新类型能源。”

在月球上不能使用太阳能?

▲清水公司设计的月球赤道太阳能电池带概念图

虽然月球上一个夜晚会持续约两周,但有人提出了在月球上高效利用太阳能的方法。日本清水公司提出一项计划,在月球总长为1.1万公里的赤道上建设一条数公里宽的太阳能电池带。一半的太阳能电池带将始终处于阳光照射下,鉴于月球不存在大气层,不会有阴天,太阳能电池的发电效率从理论上说将是地球的5倍。

NASA会重返月球吗?

每任美国新总统当选,在这个问题上都会有反复。根据特朗普政府的太空政策,美国将首先不载人登月,然后再实现载人登月,并在月球轨道建立空间站,帮助航天员实施其他航天任务,例如探索火星或小行星。NASA邀请私营公司开发执行登月任务的新技术。

什么是月球轨道平台门户?

▲月球轨道平台门户相当于月球版国际空间站

计划中的月球轨道平台门户将是围绕月球而非地球飞行的空间站。虽然有人认为月球平台门户纯属浪费资金,但NASA认为它将成为航天员登陆月球和火星的“跳板”。

月球平台门户计划2022年发射升空,2023年将增添生活舱,届时,NASA的太空发射系统火箭和猎户座飞船已经可以执行飞行任务了。

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